Careers Revestimentos de alta emissividade para refratários
Seu aquecedor de processo está limitado pela temperatura da parede de ponte (Bridgewall Temperature) ou pela carga térmica?
Em vez de uma modernização completa do equipamento, esses desafios podem ser solucionados por meio da aplicação dos recobrimentos cerâmicos de alta emissividade da Cetek® nas superfícies refratárias. Os recobrimentos cerâmicos de alta emissividade da Cetek® proporcionam maior eficiência na transferência de calor radiante a partir das superfícies refratárias em aquecedores tubulares de processo.
A aplicação do recobrimento de emissividade resulta em:
- Ganhos típicos de produtividade entre 2,5% e 5%
- Economia de combustível
- Aumento da capacidade do aquecedor
- Redução das emissões de CO2 e NOx
- Encapsulamento de fibras
- Redução das temperaturas de Bridgewall
- Rápido retorno sobre o investimento
Aumento de 3,5% na capacidade de produção após a aplicação do recobrimento Cetek®
Benefícios dos recobrimentos cerâmicos Cetek® de alta emissividade para superfícies refratárias
Melhoria da eficiência da transferência de calor radiante para os tubos de processo
A Cetek® foi pioneira no uso de recobrimentos cerâmicos de alta emissividade aplicados às superfícies refratárias nas seções radiantes de aquecedores de processo e reformadores tubulares. Atualmente, essa tecnologia é amplamente reconhecida como uma forma eficaz de melhorar a eficiência da transferência de calor radiante, proporcionando economia de energia, além de benefícios ambientais e de confiabilidade operacional. Desenvolvemos e utilizamos com sucesso uma linha de recobrimentos cerâmicos para diferentes tipos de substratos, ambientes operacionais e objetivos específicos de aplicação.
Em aquecedores de processo e reformadores tubulares, a energia térmica necessária para impulsionar os processos endotérmicos é gerada pela combustão de uma mistura de combustível e ar e transferida ao processo por meio de três mecanismos de transferência de calor: radiação, convecção e condução. O principal mecanismo de transferência de calor é a radiação.
Economia de combustível na mesma taxa de produção
O aumento da eficiência da transferência de calor radiante pode ser utilizado pelos clientes da Cetek® para reduzir o consumo de combustível, mantendo a mesma taxa de produção. A economia de energia varia entre 5% e 15%, dependendo da aplicação e da configuração do aquecedor, quando é utilizada uma combinação de recobrimentos para refratários e tubos.
Aumento da taxa de produção na mesma taxa de queima
O aumento da eficiência da transferência de calor radiante também pode ser utilizado pelos clientes da Cetek® para aumentar a taxa de produção, mantendo o mesmo consumo de combustível. Os ganhos de produção variam entre 5% e 15%, dependendo da aplicação e da configuração do aquecedor.
Eliminação de limitações do aquecedor
Limitação por BWT
Ao melhorar a eficiência da transferência de calor na seção radiante, uma parcela maior do calor gerado pelos queimadores é absorvida pelo processo. Isso significa que a temperatura dos gases de combustão que deixam a seção radiante (BWT – Bridgewall Temperature) será menor. Se o seu aquecedor de processo estiver limitado pela BWT, os recobrimentos cerâmicos de alta emissividade da Cetek® oferecem uma solução simples e econômica.
Limitação por carga térmica
Uma transferência de calor mais eficiente na seção radiante supera limitações de carga térmica, proporcionando uma solução prontamente disponível por meio da aplicação dos recobrimentos cerâmicos de alta emissividade da Cetek®.
Por que utilizar recobrimentos de alta emissividade em superfícies refratárias?
Na seção radiante de um aquecedor de processo, grande parte da energia radiante proveniente da chama e dos gases de combustão é transferida diretamente para os tubos de processo ou tubos catalíticos. No entanto, uma parcela significativa dessa energia interage com as superfícies refratárias. O mecanismo dessa interação exerce um impacto considerável sobre a eficiência global da transferência de calor radiante. Um dos principais fatores que determinam essa eficiência é a emissividade da superfície refratária.
Nas temperaturas operacionais dos aquecedores de processo, revestimentos novos de fibra cerâmica, por exemplo, apresentam valores de emissividade em torno de 0,4. Tijolos refratários isolantes (IFB) e materiais moldáveis apresentam valores de emissividade próximos de 0,6. Esses materiais foram desenvolvidos com foco principal em requisitos estruturais e eficiência de isolamento térmico, não necessariamente para maximizar a transferência de radiação térmica. Já os recobrimentos cerâmicos Cetek®, com valores de emissividade superiores a 0,9, foram projetados especificamente para complementar e aprimorar as características de radiação das superfícies refratárias.
Como funcionam os recobrimentos Cetek® de alta emissividade?
Superfícies de alta emissividade são capazes de irradiar energia em uma ampla faixa de comprimentos de onda, reduzindo a interferência do CO2 e do H2O presentes nos gases de combustão.
Quando a radiação proveniente de uma chama atinge um radiador perfeito, toda a energia é absorvida. Mais importante ainda, essa energia é transformada em “radiação de corpo negro”, caracterizada por uma ampla faixa de comprimentos de onda. À medida que a energia é reemitida pela superfície, ela consegue atravessar a atmosfera do forno, composta pelos produtos da combustão, com pouca reabsorção e sem ser carregada para a chaminé pelo fluxo de tiragem.
Como resultado, essa energia torna-se mais prontamente disponível para aquecer a carga dentro do forno.
Se a superfície for um radiador ineficiente ou apresentar um valor de baixa emissividade, a energia incidente será refletida de volta sem sofrer essa transformação. Nessa condição, a energia é mais facilmente absorvida pela atmosfera do forno. O efeito é o superaquecimento da atmosfera do forno, ou dos gases de combustão, resultando em desperdício de energia que acaba sendo perdida pela chaminé.
Processo de avaliação da Cetek®
Os recobrimentos cerâmicos de alta emissividade da Cetek®, aplicados às superfícies refratárias, proporcionam impactos significativos que variam conforme o tipo e o projeto do aquecedor de processo ou reformador tubular. Para obter o máximo benefício, é essencial realizar previamente uma análise técnica completa dos efeitos da aplicação. Os benefícios na seção radiante e os impactos na seção de convecção são estudados e documentados antes que qualquer compromisso seja assumido pelo cliente ou pela Cetek®.
Aplicações típicas de recobrimentos de alta emissividade em reformadores a vapor de metano (SMR) demonstram ganhos de produtividade, seja por meio da economia de energia ou do aumento da produção, variando entre 2,5% e 5,0%.
Benefícios ambientais dos recobrimentos Cetek® de alta emissividade
A redução da temperatura dos gases de combustão resulta em uma redução significativa das emissões térmicas de NOx. Em reformadores a vapor de metano (SMR), por exemplo, a redução típica das emissões de NOx varia entre 20% e 30%, independentemente do tipo de queimador utilizado.
As emissões de CO2 são reduzidas proporcionalmente aos ganhos de produtividade obtidos.
Os recobrimentos cerâmicos Cetek® (de alta emissividade ou emissividade neutra) proporcionam um encapsulamento efetivo dos materiais isolantes de fibra cerâmica, incluindo mantas, módulos e painéis. Como resultado, não ocorre desprendimento de fibras friáveis das seções radiantes, evitando a incrustação de tubos radiantes, tubos catalíticos, tubos da seção de convecção e telas de unidades SCR (Redução Catalítica Seletiva), além de impedir a liberação dessas fibras para o meio ambiente por meio da chaminé.
O acesso às seções radiantes durante paradas de manutenção também se torna mais seguro, pois a contaminação por fibras é praticamente eliminada.
On-Site High Emissivity Coating Application
The emissivity coatings have superior longevity and Cetek’s experienced technicians apply it on-site to the refractory linings of process heaters/furnaces. We provide high emissivity coating systems for every type of refractory, from dense, high alumina brick to lightweight castable refractory and ceramic fiber modules or blankets. For some heaters, we recommend fired heater process tube coatings to reduce corrosion.
The thin film high emissivity coatings are inert, non-catalytic, and water-based, offering a complete environmentally safe process improvement.
The service is supported by a superior Health & Safety Program, yielding a safety record better than industry standards.
Consulta gratuita com um especialista técnico da IGS
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